第1节 科学探究：力的合成（教学课件）物理鲁科版2019必修第一册

高中物理必修一 第4章 力与平衡 第四章 力与平衡 共点力的合成 探究两个互成角度的力的合成规律 平行四边形定则 新课引入 两个人可将购物篮提起使其处于静止状态 一个人也可将这个购物篮提起使其处于同样状态 这两种情形中手对购物篮的作用力不同。 这些力之间有什么关系呢？ 一、共点力合成 1、共点力：如果几个力同时作用在物体上的同一点，或它们的作用线相交于同一点，我们就把这几个力称为共点力 力都作用在物体上的同一点 G F1 F2 力的作用线相交于同一点 共点力 F1 F2 F3 力的作用线平行 非共点力 两个人可将购物篮提起使其处于静止状态 一个人也可将这个购物篮提起使其处于同样状态 这两种情形中手对购物篮的作用力不同。 一、共点力合成 但购物篮的状态相同 说明一个人提和两个人提所产生的效果相同 图中F的作用效果与F1、F2共同作用的效果相同 生活中还有很多事例可以说明“几个力共同作用的效果与一个力的作用效果相同”。 一、共点力合成 一、共点力合成 当物体同时受到几个力的作用时，我们可用产生相同作用效果的一个力来代替它们，物理学中把这个力称为那几个力的合力。那几个力则称为这个力的分力。 2、合力与分力 共同作用的几个力，用一个力来等效替代的过程，称力的合成。 3、力的合成与分解 一个力的作用，用几个力来等效替代的过程，称力的分解。 两人对购物篮的作用力F1 和F2 是共点力 若由一个人提起购物篮，此时人对购物篮的作用力为F 共点力F1 和F2 的作用效果与 F 的作用效果相同 F 是 F1 和 F2 的合力 F1 和 F2 是F的分力 不在同一直线上的两个共点力的合成遵循什么规律呢？ 观察以下两幅图片，求出“同一直线上二共点力”的合力。 已知：F1= 300N、F2=400N 已知：F1= 300N、F2=400N 则F合 = = N 则F合= = N 方向 方向 700 F2- F1 F1+F2 100 与F1、F2方向相同 与F2方向相同 F1 F2 F1 F2 同一直线上两个共点力的合力 一、共点力合成 同一直线上二力合成的规律： 同向相加 反向相减 ? 二、探究两个互成角度的力的合成规律 二、探究两个互成角度的力的合成规律 结论：两个互成角度的共点力的合力可以用这两个力为边的平行四边形的对角线来确定，这方法称力合成的平行四边形定则。 A O 标度 F1 F2 F F的作用效果与F1、F2的作用效果相同，是F1、F2的实际合力，称真实值； F'是以F1和F2为边构建的平行四边行的对角线，两者相差很小，在误差范围内视为相同，称F1、F2合力的理论值； 真实值与理论值的判断 真实值必定与橡皮筋的伸长方向在同一直线；理论值必定在平行四边形的对角线上 三、平行四边形定则 1、互成角度的两个共点力的合力可以用这两个力为边的平行四边形的对角线来确定 两个共点力大小不变时,合力的大小随角度的增大而减小 |F1-F2|≤F合≤F1+F2 合力大小的范围： 两个共点力互相垂直时 也可用三角函数表示合力与分力的关系 2、多个共点力的合力：可用平行四边形定则先求出其中两个力的合力，然后用平行四边形定则再求这个合力与第三个力的合力，直到把所有外力都合成为止，最后得到这些力的合力。 三、平行四边形定则 F2 F1 F F12 F3 O 三、平行四边形定则 3、三角形定则 求共点力时，也可以不必完成平行四边形，而是只用它的一半——用一个三角形代替，称为三角形法．如图所示，把两个力首尾相接，连接始端和末端的有向线段即表示它们的合力． F1 F2 F F1 F F2 如果物体受两个以上的力的作用，仍然可以用同样的作图法。 三、平行四边形定则 3、三角形定则 4、平行四边形定则可适用于任何矢量的合成 F2 F1 F3 O F2 F1 F3 O F F 岸边两人同时用力拉小船，两力的大小和方向如图 4-6 所示。请分别用作图法和计算法求出这两个力的合力。 （1）作图法 选定合适的标度，如用 5.0 mm 长的线段表示150 N 的力，用O点代表船。依据题意作出力的平行四边形 （2）计算法 ∠AOD=60°，OD=2OC=2OAcos60° 画出力的示意图，构建平行四边形 因此，合力的大小 　　F = 2F1cos 60= 600 N 方向与 F1成 60°。 当两个力等大且夹角等于 120° 时，其合力与这两个力大小恰好相等。 作业 课本P94 5、6、7 $